CN101628414A

CN101628414A - 一种机器人运动的方法

Info

Publication number: CN101628414A
Application number: CN200910091321A
Authority: CN
Inventors: 刘茂杨; 汪兵; 朱悦; 杨桂
Original assignee: TAMI INTELLIGENCE TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Current assignee: TAMI INTELLIGENCE TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-01-20

Abstract

本发明公开了一种机器人运动的方法，机器人获取运动终点的位置和目前所在的位置；机器人上探测器探测到当前运动方向存在障碍物；机器人再判断是否有不存在障碍物的方向，如果有，机器人旋转至夹角最小的方向运动，如果无，机器人在原地停顿预设的时间长度后，再次判断，如果有，机器人旋转至夹角最小的方向运动，否则旋转180度，再次判断，当机器人当前位置与运动终点位置一致时，即到达终点。采用了本发明的技术方案，使得机器人能够有效避开障碍物，并可以选择最短的路径，顺利到达目的位置。

Description

一种机器人运动的方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人运动的方法。

背景技术

类人智能机器人的功能随着图像处理、语音处理、无线网络技术、互联网技术、自动控制及计算处理能力等技术的发展，目前有了突飞猛进的提高，包括有图像采集视觉功能、实时接受处理语音指令，甚至在没有遥控装置的前提下自动避开障碍到达指定地点等功能。

机器人在室内自由的移动时需要的必要功能：一是定位功能，即实时地知道自己所处的位置，方向，以及目的地的位置，二是障碍物的探测与避障，在一定范围内知道前方的障碍和与离障碍物的距离，并且可以躲避障碍物继续达到终点。

目前实现室内定位的技术方案是在室内顶部粘贴预订大小、带有唯一标识的图案贴纸，对图案贴纸的数据进行收集，形成室内位置初始化信息并存储；移动物体上的摄像头拍摄图案贴纸，形成图片，并抽取出图片关键点信息，将图片关键点信息根据室内位置初始化信息进行换算，获得移动物体在室内的相对坐标，实现室内定位。但是目前还没有有效的技术方案实现障碍物的探测与避障。

发明内容

本发明的目的在于提出一种机器人运动的方法，使得机器人能够有效避开障碍物，到达目的位置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机器人运动的方法，包括以下步骤：

A、机器人获取运动终点的位置和目前所在的位置；

B、每隔预设的时长，更新机器人上安装的所有探测器探测到的与障碍物的距离值，当与障碍物的距离达到预设长度之内，判断探测器所探测的方向上存在障碍物；

C、机器人判断当前运动方向上是否存在障碍物，如果存在，则转至步骤D，如果不存在，则转至步骤G；

D、机器人根据探测器的探测结果，判断是否有不存在障碍物的方向，如果有，则转至步骤E，如果没有，则转至步骤F；

E、机器人获取所有不存在障碍物的方向与当前位置和运动终点连线之间的夹角，并旋转至夹角最小的方向运动，并转至步骤B；

F、机器人在原地停顿预设的时间长度后，再次判断是否有不存在障碍物的方向，如果有，则转至步骤E，如果不存在，则旋转180度，并转至步骤D；

G、机器人获取所有不存在障碍物的方向与当前位置和运动终点连线之间的夹角，并旋转至夹角最小的方向运动，并转至步骤B；

H、当机器人当前位置与运动终点位置一致时，即到达终点，流程结束。

步骤G进一步包括以下步骤：

机器人获取所有不存在障碍物的方向与当前位置和运动终点连线之间的夹角；

机器人判断当前运动方向是否是夹角最小的，如果是，继续运动，如果不是，机器人获取夹角最小的方向，并停止；

机器人再次判断夹角最小的方向上是否有障碍物，如果没有，则旋转至夹角最小的方向运动，并转至步骤B。

探测器是超声波探测器，在机器人前半部的40厘米高处安装7个超声波探测器，每两个超声波探测器之间的夹角为30度。

步骤B中，超声波探测器每秒4次更新探测到的与障碍物的距离值。

步骤B中，超声波探测器探测到的与障碍物的距离值在60厘米之内，判断探测器所探测的方向上存在障碍物。

当机器人两侧的超声波探测器探测到的与障碍物的距离值在25厘米之内时，判断当前运动方向上存在障碍物。

机器人前半部的2厘米高处安装了6个红外探测器，每个红外探测器位于两个超声波探测器中间，当红外探测器探测到前方存在障碍物，则机器人停止并旋转至不存在障碍物的方向，运动30厘米，如果是过门时，则运动15厘米。

按照红外探测器顺序判断是否探测到前方存在障碍物，当最外两个红外探测器之一探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转30度，当最里两个红外探测器之一探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转90度，当另外两个外探测器之一探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转60度。

采用了本发明的技术方案，使得机器人能够有效避开障碍物，并可以选择最短的路径，顺利到达目的位置。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中机器人的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中机器人运动的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式中机器人的结构示意图。如图1所示，该机器人安装有存储模块11和处理模块12，存储模块用于存储机器人运动区域的地图信息，处理模块用于计算运动终点的位置信息和机器人当前的位置信息，以及处理机器人从外部接收的信息和控制机器人的运动。

机器人上还安装了两种探测器：超声波探测器13和红外探测器14。

超声波探测器的有效探测距离是5厘米到5米，并且可以返回避障物的距离，本具体实施方式中在机器人的40厘米高处布置了7个这样的超声波探测器，每两个探测器之间的夹角为30度。这样就可以保证在机器人前面出现的障碍物都被探测到，并且可以知道障碍物的距离和大概的方向，为准确避障提供了有力保障。

红外探测器的有效探测距离是0到5厘米，它返回的值只有0或者1，即有无障碍物，它无法返回与障碍之间的距离。但它比超声波探测器的价格低廉，可以做为超声波探测器的补充用做于探测地面上小障碍，比如鞋子等。本具体实施方式中在机器人2厘米高处安装了6个这种类型的探测器，分别放在每两个超声波探测器的中间。

图2是本发明具体实施方式中机器人运动的流程图。如图2所示，机器人从当前位置运动到终点包括以下步骤：

步骤101、机器人获取运动终点的位置和目前所在的位置。机器人根据其存储模块存储的运动区域的地图信息，获知自己所在的位置信息和运动终点的位置信息。

步骤102、机器人上安装的所有超声波探测器探测自己与障碍物的距离值，当某个超声波探测器与障碍物的距离达到60厘米之内，就判断为该超声波探测器所探测的方向上是存在障碍物的。

超声波探测器每秒4次更新探测到的与障碍物的距离值，这样就使得在机器人在到达终点之前是一个不断进行判断、调整的循环。

步骤103、机器人判断当前运动方向上是否存在障碍物。当前运动方向就是机器人最中间的超声波探测所探测的方向。

最中间的超声波探测器探测到的与障碍物的距离值在60厘米之内，就判断探测器所探测的方向、即当前运动方向上存在障碍物。但是存在一种情况，即最中间的超声波探测器发出的超声波被光滑的墙壁反射了，而无法接收，导致最中间的超声波探测器不能探测到前方的障碍物，因此当机器人两侧的超声波探测器探测到的与障碍物的距离值在25厘米之内时，也判断当前运动方向上存在障碍物。

如果当前运动方向上存在障碍物，则转到步骤104，如果当前运动方向上没有存在障碍物，则转到步骤110。

步骤104、机器人根据所有超声波探测器反馈的探测结果信息，判断是否有不存在障碍物的方向，也就是获知哪些方向上目前不存在障碍物。

如果有不存在障碍物的方向，则转到步骤105，如果没有不存在障碍物的方向，也就是所有超声波探测器探测的方向上都存在障碍物，则转至步骤107。

步骤105、机器人获取所有不存在障碍物的方向与当前位置和运动终点连线之间的夹角。就是说，机器人知道自己当前位置和运动终点之间形成的连线，再获得所有探测到不存在障碍物的超声波探测器探测方向，计算出这些探测方向和连线的夹角。

步骤106、机器人判断哪个探测方向和连线的夹角最小，机器人旋转至夹角最小的方向，开始运动，并转至步骤102。

步骤107、机器人在原地停顿预设的时间长度，比如10秒。

步骤108、之后，机器人再次根据所有超声波探测器反馈的探测结果信息，判断是否有不存在障碍物的方向，也就是获知哪些方向上目前不存在障碍物。

如果有不存在障碍物的方向，则转到步骤105，如果没有不存在障碍物的方向，也就是所有超声波探测器探测的方向上都存在障碍物，则转至步骤109。

步骤109、机器人在原地旋转180度调头，再转至步骤104。

步骤110、机器人获取所有不存在障碍物的方向与当前位置和运动终点连线之间的夹角。

步骤111、机器人判断当前运动方向是否是夹角最小的，如果是，继续运动，如果不是，机器人获取夹角最小的方向，并停止。机器人再次判断夹角最小的方向上是否有障碍物，如果没有，则旋转至夹角最小的方向运动，并转至步骤102。这样两次进行判断是为了保证机器人运动的准确性，以免条件发生了变化，而机器人没有做出反应。

另外对于一些小的、矮的障碍物，由于超声波探测器无法探测到，就需要红外探测器进行判断作为机器人运动的辅助了。

当位于两个超声波探测器中间的红外探测器探测到前方存在障碍物，则机器人停止，不再执行上述的流程了，而是按照红外探测器顺序一个一个判断是否探测到前方存在障碍物，当最外两个红外探测器中的一个探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转30度，当最里两个红外探测器中的一个探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转90度，当另外两个外探测器中的一个探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转60度，当旋转至不存在障碍物的方向，机器人向前运动30厘米，如果是过门时，则机器人向前运动15厘米。

由于这些小的障碍物是在5厘米之内，这样就可以通过红外探测器的判断绕过障碍物，在此之后再进入超声波探测器进行判断的流程了。

当机器人当前位置与运动终点位置一致时，即到达终点，流程结束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种机器人运动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、机器人获取运动终点的位置和目前所在的位置；

2、根据权利要求1所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，步骤G进一步包括以下步骤：

3、根据权利要求1或者2所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，探测器是超声波探测器，在机器人前半部的40厘米高处安装7个超声波探测器，每两个超声波探测器之间的夹角为30度。

4、根据权利要求3所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，步骤B中，超声波探测器每秒4次更新探测到的与障碍物的距离值。

5、根据权利要求4所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，步骤B中，超声波探测器探测到的与障碍物的距离值在60厘米之内，判断探测器所探测的方向上存在障碍物。

6、根据权利要求5所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，当机器人两侧的超声波探测器探测到的与障碍物的距离值在25厘米之内时，判断当前运动方向上存在障碍物。

7、根据权利要求2所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，机器人前半部的2厘米高处安装了6个红外探测器，每个红外探测器位于两个超声波探测器中间，当红外探测器探测到前方存在障碍物，则机器人停止并旋转至不存在障碍物的方向，运动30厘米，如果是过门时，则运动15厘米。

8、根据权利要求7所述的一种机器人运动的方法，其特征在于，按照红外探测器顺序判断是否探测到前方存在障碍物，当最外两个红外探测器之一探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转30度，当最里两个红外探测器之一探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转90度，当另外两个外探测器之一探测到前方存在障碍物，则向相对方向旋转60度。